JPH02125723A - ウレタンフォーム複合材料の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ウレタンフオーム複合材料、特に自動車内装
用の複合材料、例えば成形天井、ドアーパネル、リアー
トレイ等の基板（以下コアー材と略称する）の製造方法
に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、自動車内装複合材料、特に成形天井に用いるコア
ー材は、糸屑とフェノール樹脂を混合し加熱成形された
、レジンフェルト、メラミン樹脂を含浸加工し加熱成形
された、段ポール、ガラスマット成形体、ポリスチレン
系ボード等の成形されたコアー材が用いられ、実際には
更に該コアー材に、クソノヨン層を有した、ビニルレザ
ー、クロス等を接着し成形天井としていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、これ等コアー材は、重量、臭気、１’ｊ
ｌｌ性、耐熱性、微粉末の発生、寸法安定性等々の問題
がある。近時、自動車の省エネルギー化の中で、剛性、
耐熱性、寸法安定性の優れた、軽量化コアー材の開発要
求が高まり、軽量なウレタンフオームを芯材とした、複
合化コアー材の開発が活発化してきており、ウレタンフ
オームを芯材とし、ガラスマット、不織布等を補強材と
して積層し、＋１０　熱成形プレスする方法が提案され
ている。

芯材と補強材の接着方法としては、ウレタンプレポリマ
ーを、ウレタンフオームに含浸し、水分との反応を利用
して、加熱成形する方法、熱硬化性樹脂、例えばエポキ
シ、メラミン、フェノール系等の接着剤を用いる方法、
水性エマルションを積層間の接着と合わせて、補強剤の
一部としての機能を持たせる方法が検討されていた。

かかる接着剤を用いて、複合材料化した場合、ウレタン
プレポリマーを用いた方法は、芯材のウレタンフオーム
への浸透ムラを無くする事が難しく、接着強度、剛性、
硬度等のバラツキが問題となり、又硬化時間が遅い等の
問題がある。

また、熱硬化性樹脂を用いた場合、臭気、可１発性、吸
音性、防音性等の問題がある。

更に、取扱いに優れる水性エマルションを用いる方法で
は、接着機能を有するエマルションは、一般に熱可塑性
樹脂が主となる為、剛性、耐熱性、耐湿性、耐水性、更
に寸法安定性等が問題となり、実用化には至っていない
。

かかる問題を解決したウレタンフオーム複合材用接着剤
として、特願昭６２−２５７０８１号公報に、エポキシ
変性アクリルエマルションとアミン系硬化剤併用による
製造方法を提案されている。

しかしながら、この方法では、熱プレス条件として、高
１品度で長時間プレスする方式に於いては、充分な接着
物性が得られるものの、生産性向上の目的で、熱プレス
時間を短縮した場合、硬化が甘くなり、接着力、剛性、
耐熱性、耐、ワ性、耐水性、寸法安定性等の接着物性が
不充分で、実用性に欠け、熱プレス時間の短縮化を余儀
なくされた。

（課題を解決するための手段〕 本発明打等は、これ等問題を解決すべり、鋭意検討を重
ねた結果、水性エマルションとホルムアルデヒド縮合系
樹脂の配合物を用いる事が、熱プレス時間の短縮化に、
極めて有効である事を見出し、本発明を完成するに至っ
た。

即ち、本発明は、 ウレタンフオームを芯材とし、その両面に接着剤を塗布
し、補強材としてガラスマット及び不織布をウレタンフ
オームを挟む形で４３２１１し、熱プレスにて複合化す
る方法に於いて、接着剤として水性エマルションとホル
ムアルデヒド縮合系樹脂の配合物を用いる事を特徴とす
るウレタンフオーム複合材料の製造方法に関するもので
ある。

本発明に於ける、ウレタンフオーム複合材料に用いる芯
材用ウレタンフオームとは、発泡倍率１０〜４０倍の硬
質又は半硬質フオームの、３〜１０ｍｍ厚にスライスさ
れた発泡体シートである。

又、ガラスマットとは、ガラス繊維を不繊布のごとく網
状に犠った、目付は量１００　ｇ　／　％程度のもので
あり、不織布とは、ナイロン、ポリエステル、レーヨン
等の、目付け１１５０　ｇ　／　ｒｒｆ程度の不織布で
ある。

本発明に用いる水性エマルションとは、アクリルエマル
ション、エチレン酢酸ビニル共重合体エマルション、又
は、前記二種のエマルションの混合物であり、ガラス転
移温度（Ｔｇ℃）が−５〜５０℃のエマルションである
。

これ等エマルション中、アクリルエマルションは、以下
に述べる硬質モノマー、軟質モノマー官能基モノマーの
共重合体エマルションである。

具体的には、硬質モノマーとして、スチレン、メチルメ
タアクリレート、アクリロニトリル、酢酸ビニル等の一
種もしくは二種以上が挙げられる。

軟質モノマーとしては、メチルアクリレート、エチルア
クリレート、ブチルアクリレート、２エチルへキシルア
クリレート等の一種もしくは二種以上が挙げられる。

官能基モノマーとしては、カルボキシル基を有するもの
として、アクリル酸、メタアクリル酸、イタコン酸、マ
レイン酸、フマール酸等、また、アミド基を有するもの
としてアクリルアミド、メタクリルアミド、マレインア
ミド等、水酸基を有するものとして、ヒドロキンエチル
アクリレート、ヒドロキシエチルメタアクリレート、ヒ
ドロキシプロピルアクリレート等、更に、Ｎ−メチロー
ルアミド等を有するものとして、Ｎ−メチロールアクリ
ルアミド等が挙げられる。

上記モノマー類の共重合体エマルションのガラス転移温
度（Ｔｇ℃）は、−５〜±５０℃の範囲のアクリルエマ
ルションであり、これ等の好ましい組成割合は、硬質モ
ノマーとして、４０〜７０重量部、軟質モノマーとして
２５〜５５重量部、官能基モノマーとして１〜１０重量
部の範囲である。但しこれ等３者の合計を１００重量部
とする。

更に好ましい組み合わせ及び組成割合は、スチレン、又
はメチルメタアクリレート４０〜７０重量部、ブチルア
クリレート２５〜５５重量部、ヒドロキシエチルアクリ
レート、メタアクリル酸及びアクリルアミドが各々１〜
３重量部の組み合わせで、共重合された固形分４５〜５
０％、ｐＨ７〜９、粘度１００〜５．０００ｃｐｓのエ
マルションである。

上記アクリルエマルションのガラス転移温度（Ｔｇ℃）
が、−５℃以下の場合、剛性、耐熱性等に欠け、５０℃
以上の場合、ウレタンフオーム、ガラスマット及び不織
布との密着性が低下し、接着力が問題となる。

エチレン酢酸ビニル共重合体エマルションは、エチレン
含有量が１０〜３０重量部の、固形分が４５〜６５％、
ｐｌ（が４〜６、粘度が１００−１０．００（ｌｃｐｓ
、ガラス転移温度が一２〜＋１５℃のエマルションが挙
げられる。

上記エマルションは既に上市中のものであり、好ましく
は、ガラス転移温度（Ｔｇ℃）がＯ′Ｃ以上のものが望
ましい。更に°アクリルエマルションとエチレン酢酸ビ
ニル共重合体エマルションの混合物は、前記二種のエマ
ルションを任意の割合で配合したものである。剛性、耐
熱性、寸法安定性等より、好ましくアクリルエマルショ
ンの配合割合は、固形分として５０重量部以上が望まし
い。

本発明に用いるポリエチレングリコールアルキルフェニ
ルエーテル系ノニオン界面活性剤は、で示され、エチレ
ンオキサイド鎖長が長り、３０モル以上重合せしめたも
のであり、ＩＩＬＢが１８〜２０、有効成分５０〜１０
０％のものが挙げられ、中でも有効成分６０％の透明液
体状のものが、水性エマルションとの混和性並びにホル
ムアルデヒド縮合系樹脂配合物の粘度安定性付与上好ま
しい。

上記ノニオン界面活性剤は、水性エマルションの固形分
１００重量部に対して、０．５〜５重量部（見掛け）の
範囲で配合すると良い。

ノニオン界面活性剤が、０．５重量部より少ない場合、
ホルムアルデヒド縮合系樹脂配合時の粘度安定性、すな
わち、経時による増粘が著しく、最悪の場合数時間でゲ
ル化を起こし、実用性に欠は好ましくない。

ノニオン界面活性剤が、５重量部より多い場合、配合物
の発泡性、耐水性、耐１ｗ性の低下を起こし好ましくな
い。

上記ノニオン界面活性剤の使用に当たっては、水にて２
０〜３０％〔見掛は濃度（固形分を１００％とみなし）
］に溶解せしめた水溶液を用いると便利である。

本発明に用いるホルムアルデヒド縮合系樹脂は、例えば
、尿素樹脂、メラミン樹脂、尿素−メラミン共縮合樹脂
、レゾルシン樹脂、フェノール樹脂、ケトン樹脂等の、
いわゆるホルマリンとの水溶性初期縮合物、及びこれ等
のエマルション型重合体が挙げられる。これ等の内、熱
プレス時間の短縮化、水性エマルションとの配合時の粘
度安定性、色相、価格等より尿素樹脂が好ましく、ホル
ムアルデヒドと尿素のモル比が１，４〜１．７、フリー
ホルムアルデヒド濃度が０．３〜１．５％、固形分が４
５〜６５％、粘度がｌＯ〜５００ｃｐｓ範囲の尿素樹脂
があげられる。

前記モル比が１．４以下で、且つフリーホルムアルデヒ
ド濃度が０．３％以下の場合、熱プレスでの短時間接着
性に欠け、また、モル比が１，７で、且つフリーホルム
アルデヒド濃度が１．５％以上の場合、作業時の臭気が
著しく、環境衛生上問題である。

本発明の水性エマルションとホルムアルデヒド縮合系樹
脂の配合割合は、水性エマルションの固形分１００重量
部に対して、ホルムアルデヒド縮合系樹脂が５〜５０重
量部の範囲である。

ホルムアルデヒド縮合系樹脂が、５重里部より少ない場
合、短時間接着性に欠け、接着性、剛性、その油接着物
性が満足されず、５０重量部より多い場合は、ウレタン
フオームと補強材との密着性が低下し、充分な接着物性
が得られないばかりか、臭気上の問題が発生し実用性に
欠ける。

本発明の水性エマルションとホルムアルデヒド縮合系樹
脂を配合した接着剤を用いたウレタンフオーム複合材料
の製造は、通常の塗布方法及び接着方法で行われる。

例えば、ウレタンフオームの両面に、ロールコータ−又
はスプレー装置にて、接着剤を均一に塗布し、ウレタン
フオームを芯材として、ガラスマット、不繊布の順で両
面よりサンドウィンチ状とし、１２０〜１５０℃に加熱
された金型ブレスにて、３０〜６０秒間熱プレスする事
により得られる。

本発明のウレタンフオーム複合材料の製造に於いては、
水性エマルションと尿素樹脂の配合物に、必要に応じて
塩化アンモニウムのごとく硬化促進剤、粒状尿素のごと
くフリーホルムアルデヒドのキャンチャー剤、着色剤、
増粘剤、老化防止剤、離型剤等を併用しても良い。

以上のごとく、本発明のウレタンフオーム複合材料の製
造に於いては、水性エマルションとホルムアルデヒド縮
合系樹脂の配合物使用につき、熱プレス時間の短縮化、
剛性、耐熱性、耐水性、耐ｌ■性、寸法安定性には熱硬
化性樹脂であるホルムアルデヒド縮合系樹脂が著しく寄
与し、接着力、可撓性には水性エマル７ョンが寄与し、
綜合的にウレタンフオーム複合材料として具備すべき前
記諸物性が充分満足される事から、ウレタンフオーム複
合材料の製造方法として実用価値は極めて高いものであ
る。

（実施例） 次に本発明を製造例、実施例、比較例を挙げて具体的に
説明するが、これに限定されるものではない。

尚、以下に於いて、特に指定のない限り部又は％は重量
基準とする。

製造例１〜４ 本発明に用いる水性エマルションとしてのアクリルエマ
ルションを、表−１に示すモノマー組成１００部とドデ
シルヘンゼンスルホン酸ソーダ０．５部、蒸留水５０部
を、予め攪拌しモノマー乳化物を得た。

別に、フラスコ中に蒸留水５０部、ドデシルヘンゼンス
ルホン酸ソーダ０．２部を仕込み、窒素シール下で攪拌
しながら７０゛Ｃに昇温、次いで過硫酸カリウム０．５
部を投与し、直ちに予め得た七ツマー乳化物を４時間か
けて連続的に投与し、更に同温度で４時間、残モノマー
の重合を行い、重合を完結させた。次いで３０゛Ｃ以下
に冷却し、１４％アンモニア水でｐ）１７〜９に調整し
、部分ケン化ポリビニルアルコールの水溶液を添加し、
粘度３０００ｃｐｓ、固形分５０％のアクリルエマルシ
ョンを得た。

表 ■ 特開平２−１２５７２３　Ｃ５） 実施例１ 製造例１で得たアクリルエマルション１００部に対して
、エポリエチレングリコールアルキルフェニルエーテル
系ノニオン界面活性剤として、２０％エマルジット２５
水溶液（第一工業薬品ＫＫ製）５部、ホルムアルデヒド
縮合系樹脂として（商品名ストラクトポンドＣ−３、三
井東圧化学ＫＫ製、固形分６５％、粘度５００ｃｐｓ、
　ｐｔｌ　７．０、ホルムアルデヒド／尿素モル比＝１
．４、フリーホルマリン濃度０．６％）２３部を配合し
、ウレタンフオーム複合材料用接着剤を得た。本接着剤
を半硬質ウレタンフオーム（発泡倍率２０倍、厚さ７１
）の両面にエアースプレーを用い、２００　ｇ　／　ｎ
（均一に塗布し、ガラスマット、不織布の順でウレタン
フオームをサンドウィッチ状に覆せ、１５０℃熱プレス
にて０．１ｋｇ／ｃＩｆｌの圧力で３０秒間圧着し、ウ
レタンフオーム複合材料を得た。

以下の方法にて物性の試験を行い、その結果を表−２に
示した。

試験方法 イ）短片■■春柱 実施例のウレタンフオーム複合材の熱プレス条件にて、
プレスから取り出し直後の高温時の接着状態、剛性を指
触にて観察し、下記のごとく表示した。

○・・・接着状態、剛性共良好 △・　・接着状態、剛性共不足 ×・・・剛性がなく、容易に各層間で剥離口）臭気 熱プレス時及び間圧直後の臭気を感覚的に判定し、下記
のごとく表示した。

Ｏ・・・間圧時、若干の臭気有り △・′・・間圧時の臭気大（但し熱プレス時は少×・・
・臭気大で目への刺激大 ハ）±１上ブ不ス 接着剤配合物を、室温にて２４時間放置し、粘度の変化
をＢＭ型回転粘度計を用い測定し、下記のごとく表示し
た。

Ｏ・・・粘度変化率５０％以下 Δ・・・粘度変化率５０〜２００％の範囲×・・・粘度
変化率２００％以上もしくはゲル化二）ＩＬ力 実施例で得たウレタンフオーム複合材料を２５１幅に裁
断し、２４４時間室温放置後 １８０°剥離強度を測定した。

ホ）１咀 ７０　Ｘ　２０部ｍの複合材料を応井式引張り試験機を
用い、スパンの長さ１００ａａ＋で５０ｍｍ／　ｗｉｎ
の速度にて荷重を加え、破断強度を測定し次の弐にて曲
げ強度を算出し剛性として表示した。

２　　　　　　ＳＴ” 試料の幅（Ω） 試料の厚さ（ｃｍ） 最大荷重（破断時） スパンの長さ（ｃｍ） Ｓ　・　・ Ｔ　・　・ Ｗ・　・ し　・　・ へ）歪度 上品製作所■製ショ いて測定した。

（ｋｇ） アー硬度計、 タイプＤを用 ト）耐力１゜ 二）で得た試料を１００℃雰囲気下にて二）と同様の試
験法にて測定した。

チ）好木立 二）で得た試料を２０±２　℃水中に３０分間浸漬後二
）と同様の試験法にて測定した。

ワ）１１性 二）で得た試料を５０±２℃／Ｒ）１９５％の恒温恒温
下で１６８時間処理後、二）と同様の試験法にて測定し
た。

ヌ）す汎安定性 複合材料を１００Ｘ　］、０００ｍｍに正確に裁断し、
前記ト）の耐熱性、す）の耐湿性測定条件下に１６８時
間放置し、室温下で変化した長さを測定し下記のごとく
表示した。

○・・・１ｍｍ以下の変化 △・・・１〜３ｍｍの変化 ×・・・３１Ｉｌ１１１以上の変化 実施例２ 実施例１で用いたストラクトポンドＣ−３を７部に変え
た以外は、実施例１に準じ、ウレタンフオーム複合材料
を作成後試験に供し、その結果を表−２に示した。

実施例３ 実施例１で用いたストラクトボンドＣ−３を、３２部に
変えた以外は、実施例１に準じ、ウレタンフオーム複合
材料を作成後試験に供し、その結果を表−２に示した。

実施例４ 実施例１で用いたアクリルエマルションを製造例２で変
えた以外は、実施例１に準し、ウレタンフオーム複合材
料を作成後試験に供し、その結果を表−２に示した。

実施例５ 実施例１で用いたアクリルエマルションを製造例３に変
えた以外は、実施例１に準し、ウレタンフオーム複合材
料を作成後試験に供し、その結果を表−２に示した。

実施例６ 実施例１で用いたアクリルエマルションを製造例４に変
えた以外は、実施例１に阜し、ウレタンフオーム複合材
料を作成後試験に供し、その結果を表−２に示した。

実施例７ 実施例１で用いた２０％エマルジント２５水？８液を１
．５部に変えた以外は、実施例１に準じ、ウレタンフオ
ーム複合材料を作成後試験に供し、その結果を表−２に
示した。

実施例８ 実施例１で用いた２０％エマルジット２５水溶液を１２
部に変えた以外は、実施例１に阜し、ウレタンフオーム
複合材料を作成後試験に供し、その結果を表−２に示し
た。

実施例９ 実施例１で用いたアクリルエマルションを、エチレン酢
酸ビニル共重合体エマルンヨン（商品名デンカＥＶＡラ
テックス２５、電気化学工業に、に製、固形分５０％、
ｐ）ｌ　５．０、粘度１０００ｃｐｓ、ガラス転移温度
（７ｇ＋１５℃）に変えた以外は、実施例１に準し、ウ
レタンフオーム複合材料を作成後試験に供し、その結果
を表−２に示した。

実施例１０ 実施例１で用いたアクリルエマルションを、エチレン酢
酸ビニル共重合体エマルション（商品名デンカＥＶＡラ
テツクス３０、電気化学工業に、に製、固形分５５％、
ｐ）ｌ　５．０、粘度２５００ｃｐｓ、ガラス転移温度
（Ｔｇ　ＯｏＣ）に変えた以外は、実施例１に準じ、ウ
レタンフオーム複合材料を作成後試験に供し、その結果
を表−２に示した。

実施例１１ 実施例１で得た接着剤配合物と、実施例７で得た接着剤
配合物を、７対３の割合で配合し、実施例１に準じ、ウ
レタンフオーム複合材料を作成後試験に供し、その結果
を表−２に示した。

実施例１２ 実施例２て得た接着剤配合物と、実施例８で得た接着剤
配合物を、７対３の割合で配合し、実施例１に準じ、ウ
レタンフオーム複合材料を作成後試験に供し、その結果
を表−２に示した。

実施例１３ 実施例３で得た接着剤配合物°と、実施例８で得た接着
剤配合物を、７対３の割合で配合し、実施例１に準し、
ウレタンフオーム複合材料を作成後試験に供し、その結
果を表−２に示した。

比較例１ 実施例１に用いたストラクトボンドＣ−３を、１部に変
えた以外は、実施例１に準し、ウレタンフオーム複合材
料を作成後試験に供し、その結果を表−２に示した。

比較例２ 実施例１に用いたストラクトボンド（、−３を、４０部
に変えた以外は、実施例１に準じ、ウレタンフオーム複
合材料を作成後試験に供し、その結果を表−２に示した
。

比較例３ 実施例１に用いた２０％エマルジント２５水／８液を１
部に変えた以外は、実施例１に準じ、ウレタンフオーム
複合材料を作成後試験に供し、その結果を表−２に示し
た。

比較例４ 実施例１に用いた２０％エマルジント２５水溶液を１５
部に変えた以外は、実施例１に準じ、ウレタンフオーム
複合材料を作成後試験に供し、その結果を表−２に示し
た。

比較例５ 実施例１で用いたホルムアルデヒド縮合系樹脂を、ニー
ロイドＵＦ　（三井東圧化学に、に製、固形分４８％、
粘度５Ｑｃｐｓ、　ｐＨ７，０、ホルムアルデヒド／尿
素モル比＝１，８、フリーホルマリン濃度１，８％）に
変えた以外は、実施例１に準じ、ウレタンフオーム複合
材料を作成後試験に供し、その結果を表−２に示した。

比較例６ 実施例１で用いたホルムアルデヒド縮合系樹脂を、ニー
ロイド３０５（三井東圧化学に、に製、固形分５８％、
粘度４０ｃｐｓ、　ｐＨ７，０、ホルムアルデヒド／尿
素モル比−１，３、フリーホルマリン濃度０．４％）に
変えた以外は、実施例１に準じ、ウレタンフオーム複合
材料を作成後試験に供し、その結果を表−２に示した。

（発明の効果〕 表−２から明らかなごとく、本発明のウレタンフオーム
複合材料の製造方法は、水性エマルションを主体とした
接着剤を用いた関係上、環境汚染、火災等の危険性が極
めて少なく、合わせて接着の分野で通常用いられている
塗布機にて充分塗布でき、水性エマルション型接着剤の
最大の問題点であった熱プレス時の硬化速度が大幅に改
善され、短時間内での接着が可能となったばかりか、自
動車内袋複合材料として具備すべき接着力、硬度、剛性
、耐熱性、耐水性、耐湿性、更には寸法安定性に優れる
事から、実用価値は掻めて高（、その意義は大である。

特許出願人　三井東圧化学株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ウレタンフォームを芯材とし、その両面に接着剤を
   塗布し、補強材としてガラスマット及び不織布をウレタ
   ンフォームを挟む形で積層し、熱プレスにて複合化する
   方法に於いて、接着剤として水性エマルションとホルム
   アルデヒド縮合系樹脂の配合物を用いる事を特徴とする
   ウレタンフォーム複合材料の製造方法。 ２、水性エマルションとホルムアルデヒド縮合系樹脂の
   配合物が、該水性エマルションの固形分１００重量部に
   対し、該ホルムアルデヒド縮合系樹脂を、固形分として
   ５〜５０重量部配合して成る請求項１記載のウレタンフ
   ォーム複合材料の製造方法。 ３、水性エマルションが、ガラス転移温度（Ｔｇ℃）で
   −５〜＋５０℃の範囲の、アクリルエマルション又はエ
   チレン酢酸ビニル共重合体エマルションもしくは前記二
   種のエマルションの混合物である請求項１記載のウレタ
   ンフォーム複合材料の製造方法。 ４、水性エマルションが、該水性エマルションの固形分
   １００重量部に対し、０．５〜５重量部のポリエチレン
   グリコールアルキルフェニルエーテル系ノニオン界面活
   性剤を含有するする請求項１記載のウレタンフォーム複
   合材料の製造方法。 ５、ホルムアルデヒド縮合系樹脂が、ホルマリンと尿素
   のモル比で、１．４〜１．７の範囲の尿素樹脂である請
   求項１記載のウレタンフォーム複合材料の製造方法。